مترجم: علي طالبي
تيمي از شيميدانهاي دانشگاه تورنتو يك باتري ساختهاند كه ميتواند انرژي را در يك واحد بيولوژيكي ذخيره نمايد و به اين طريق هزينه برق را براي مصرفكننده كمتر ميكند و از طرفي براي طبيعت سودمندتر است. اين باتري شبيه به بسياري از باتريهاي ليتينيوم پر انرژي كه در بازار به وفور موجود است ميباشد و با آنها فقط يك تفاوت برجسته دارد. اين باتري فلاوين موجود در ويتامين B2 را به عنوان كاتد استفاده ميكند. يعني همان قسمتي كه الكتريسيته را ذخيره ميكند و وقتي به ابزاري متصل شود آن را آزاد ميكند.
دووايت سافروز كه دانشيار دپارتمان شيمي دانشگاه تورنتو و رئيس تحقيقات كانادا در زمينه پليمر نانوتكنولوژي است، ميگويد:«ما در طبيعت بسيار جستوجو كرديم تا مولكولهايي را بيابيم تا در وسايل برقي مشتري از آنها استفاده نماييم.
او همچنين ميگويد:«وقتي شما چيزي را از طبيعت كه تقريباً پيچيده است ميگيريد زمان كمتري را براي ساختن ماده جديد صرف ميكنيد.»
وقتي يك باتري به يك گوشي، iPod، دوربين يا ابزارهاي ديگري متصل ميشود كه نياز به قدرت داشته باشد، الكترونها آزادند و سپس به داخل كاتد رفته و يونها در ميان محلول الكتروليت حركت ميكنند تا شارژ را به تعادل برسانند. وقتي آن به شارژر وصل ميشود، اين فرايند به صورت برعكس اتفاق ميافتد. عكسالعمل دارند، الكترونها را ايجاد كرده و عكسالعمل در كاتد وقتي شارژ در حال خالي شدن است آنها را جذب ميكند. محصول خالص، الكتريسيته است. باتري همينطور به توليد الكتريسيته ادامه ميدهد تا يك يا هر دوي الكترودها تمامي مواد مورد نياز براي عكسالعملها را از دست بدهند.
در حالي كه قسمتهاي باتري بيولوژي قبلاً توليده شدهاند، اين اولين باري است كه اين باتري از پليمرهاي زيستي (ملكولهاي زنجيري بلند) براي يكي از الكترودها استفاده ميكند كه اساساً به انرژي باتري اين اجازه را ميدهد تا به جاي اينكه در يك ماده پرهزينه و داراي فرايند پيچيدهتر و به شدت مضر براي طبيعت مثل كبالت ذخيره شود، در يك پلاستيك ساخته شده از ويتامين ذخيره شود.
نويسنده همكار اين مقاله و دانشجوي دكتري تايلر اسچون ميگويد: «استفاده از مواد مناسب در طول زمان تغيير كرده و قطعاً تعدادي عكس العملهاي تست را در بر ميگيرد. در بسياري از روشها، به نظر ميرسيد كه چنين چيزي با شكست مواجه ميشود و قطعاً تلاش زيادي براي رسيدن به موفقيت انجام شده است.»
اسچون، سفروز و همكاران در حالي كه مشغول تست پليمرهاي زنجيري طويل و به خصوص پليمرهاي گروهآويزي بودند با مادهاي مواجه شدند. ملكولها به زنجيره پشتي از يك ملكول طولاني متصل شده بودند.
او ميگويد:«شيمي ارگانيك، نوعي مشابه از بازي لگو است. شما چيزها را به صورت منظم روي هم قرار ميدهيد اما چيزهايي كه روي كاغذ به نظر ميرسد كه به هم شبيه باشند در واقعيت اينگونه نيستند.» سفروز ميگويد چند رويكرد را امتحان كرديم و يك پنجم آنها به درستي كار كردند.
تيم مورد نظر مادهاي را از ويتامين B2 توليد كردند كه ريشه در قارچي دارد كه از لحاظ ژنتيكي اصلاح شده است و از يك فرايند نيمه تركيبي استفاده ميكند تا شرايط را براي پليمر (با اتصال دو واحد فلاوين به يك ستون ملكولي زنجير وار طولاني) فراهم آورد.
اين كار باعث ايجاد يك باتري سبز با قابليت و ولتاژ بالا ميشود (چيزي كه مثل ابزارهاي اينترنت اهميت آن دائماً در حال زياد شدن است و همچنان سعي بر متصل كردن بيشتر ما به يكديگر به وسيله دستگاههاي حمل با باتري دارد.
سفروز ادامه ميدهد:«اين ماده تقريباً امن بوده و از تركيب طبيعي است. اگر بخواهيد ميتوانيد منبع انرژياي كه مواد از آن تهيه ميشود را بخوريد.» قابليت B2 در كم شدن و اكسيده شدن آن را تبديل به يك ماده مناسب براي يك باتري ليتينيوم كرده است. سفروز ميگويد:« B2 ميتواند بيش از دو الكترون را در يك زمان خاص بپذيرد. اين قابليت باعث ميشود كه آن به راحتي چندين شارژ را قبول كند و ظرفيت بالايي در مقايسه با بسياري از ملكولهاي موجود داشته باشد.»
در حال حاضر به دنبال طراحي گونههاي جديدي هستيم كه بتوانند مرتب شارژ شوند.
در حالي كه نمونه اوليه حال حاضر به دنبال موقعيتي براي يافتن باتري كمكي است، تيم مورد نظر اميدوار است كه موفقيتشان در يافتن يك باتري قدرتمند، نازك، انعطافپذير و حتي عاري از مواد فلزي شفاف بتواند موج بعدي لوازم الكترونيكي مصرفي را پشتيباني و حمايت كند.
منبع: ساينس ديلي
